Question

【題目】回旋加速器工作原理圖如圖甲所示。、為兩個(gè)中空的半圓金屬盒，粒子源位于回旋加速器的正中間，其釋放出的帶電粒子質(zhì)量為，電荷量為。所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，兩金屬盒之間加的交變電壓變化規(guī)律如圖乙所示，其周期為。不計(jì)帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，不考慮由相對(duì)論效應(yīng)帶來的影響。則下列說法中正確的有

A. 時(shí)刻進(jìn)入回旋加速器的粒子記為，時(shí)刻進(jìn)入回旋加速器的粒子記為。、在回旋加速器中各被加速一次，、粒子增加的動(dòng)能相同

B. 、、時(shí)刻進(jìn)入回旋加速器的粒子會(huì)以相同的動(dòng)能射出回旋加速器

C. 時(shí)刻進(jìn)入回旋加速器的粒子在回旋加速器中被加速的次數(shù)最少

D. 、時(shí)刻進(jìn)入回旋加速器的粒子在回旋加速器中的繞行方向相反

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A．由圖乙知，t1時(shí)刻與t2時(shí)刻兩金屬盒間的電壓不等，根據(jù)動(dòng)能定理得 qU=△Ek，可知a、b在回旋加速器中各被加速一次增加的動(dòng)能不同，故A錯(cuò)誤。

B．當(dāng)粒子的軌跡半徑等于D形盒的半徑時(shí)，獲得的動(dòng)能最大，將射出回旋加速器，設(shè)D形盒的半徑為R，則由知，粒子獲得的最大動(dòng)能為：，可知粒子射出加速器時(shí)的動(dòng)能，即最大動(dòng)能與加速電壓無關(guān)，不同時(shí)刻進(jìn)入回旋加速器的粒子會(huì)以相同的動(dòng)能射出回旋加速器。故B正確。

C．設(shè)加速次數(shù)為n，則nqU=Ekm，，可知t2時(shí)刻進(jìn)入回旋加速器的粒子加速電壓最大，加速次數(shù)最少，故C正確。

D．t3、t4時(shí)刻進(jìn)入回旋加速器的粒子獲得的速度方向相反，進(jìn)入磁場(chǎng)后，由左手定則可知，在回旋加速器中的繞行方向相同，故D錯(cuò)誤。